毕业设计50立方柴油储罐

一、筒体的设计

1. 容器筒体的设计计算： 首先初定各个设计参数

初选公称直径：DN=3000mm ，用钢板卷制而成的筒体，其公称直径等于内径Di3000mm

由于已知焊接系数，取[3]0.85，工作压力PW1.0MPa，

当容器上装有安全阀时，考虑到安全阀开启动作滞后，容器不能及时泄气，设计压力不P得低于安全阀的开启压力Pz{开启压力是指阀瓣在运行条件下开始升起，介质连续排除的瞬时压力，其值小于或等于（1.05~1.1）倍容器的工作压力。所以P取1.1MPa 得计算压力PCP1.1MPa

已知工作温度tw300C，查表3-3得15tw3500C，设计温度

ttw203020500C

Q235-A材料在设计温度50℃下 查《化工设备》表3-6查取113MP

t

根据表3-14[3]则筒体的最小设计厚度,[3]的上角标标注，只能出现一次，而且必须是按顺序出现的，比如【1】【2】依次下去，不能反复出现。



2pc

t

pcDi



1.13000

17.28mm

21130.851.1

根据什么取定要进行说明已知腐蚀裕量C21.5 设计厚度dC217.281.518.78mm

查《化工设备》表3-10得钢板厚度负偏差C10.8mm，因此可取名义厚度

n20mm

有效厚度enC1C2200.81.517.7mm 2.应力校核

t

PcDie1.1300017.7

93.77mm =

217.72e

计算多得应力值，必须满足t

要求。

二、封头的设计

1130.8596.05mm ，所以符合

t

1． 由于封头的椭球部分经线曲率变化平滑，故应力分布比较均匀，且椭球形封头深度比半球形小，易于冲压成型。所以选择椭圆形封头。 标准椭圆形封头 K=1.0

2． 封头公称直径应与筒体一致：所以DN=3000mm 根据式3-15[3]计算封头厚



KPcDi

20.5Pc

t



1.01.13000

=17.23mm

21130.850.51.1

又由于封头在制造过程中有可能发生周向屈曲，规定标准椭圆形封头的有效厚度应不小于封头内直径的0.15% ,所以封头的有效厚度 e≥0.15%Pc≥0.15%×3000≥4.5mm

根据计算厚度δ得设计厚度

d=δ+C2=17.23+1.5=18.73mm

查表3-10得钢板厚度负偏差C1=0.8mm，根据钢板规格，取名义厚度n=20mm。

1. 查椭圆形封头JB1145-73

[2]

得：

封头公称直径为Dg=3000mm；曲面高度h1=750mm；直边高度h2=50mm；

内表面积F=10.2m2；容积V=3.89m3；筒体面积为

V总V筒V封

得

V筒=V总-V封=50-（3.89×2）=42.22m3

估计筒体的长度

H=44.2÷（1.52×3.14）=5.976m

三、人孔的设计

（一）人孔补强计算 1. 人孔设计 确定是否需要补强计算

GB150规定，如果壳体开孔同时满足下列三个条件时，可以不另行补强 ①设计压力不大于2.5MPa

②相邻开孔中心的间距（曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的2倍。

③接管公称外径小于或不等于89mm 但由于大于89mm，所以需要开孔补强计算。

筒体的内径Di3000mm2500mm所以顶盖与筒体上至少应个开设一个人孔。

2. 补强计算：

（1） 计算壳体开孔后被削弱金属截面积A。

查表3-10确定负偏差为C10.8mm得壁厚的附加量为 CC1C20.8+1.5=2.3mm

开孔直径 dd12C500+2×2.3=504.6mm

查表3-6得筒体在设计温度下材料的许用应力113MPa，人孔接管的

t

应力为t113MPa，

t

强度消弱系数 fr

tt

t



113

1.0 113

筒体开孔处计算厚度



2pc

t

pcDi



1.13000

17.28mm

21130.851.1

由于人孔的开孔直径d=500mm，需要用同型号材料制作接管，所以

接管的计算厚度

t

2pc

t

pcd

=

1.1500

2.88mm

21130.851.1

设计厚度 dttC22.881.54.38mm

查表3-10得人孔钢板厚度负偏差C10.5mm，因此可取名义厚度

nt6mm，符合要求。

接管的有效厚度 etntC1C260.51.54mm Ad2et1fr

=504.6×17.28+2×17.28×4×（1-1.0）

=8719.488mm2

（2） 确定有效补强范围：因B2d2×504.6=1009.2mm则

Bd2n2nt504.6+2×20+2×6=556.6mm

故最大值，则B=1009.2mm

外侧有高度 h1dnt=.66=55.02 mm

因nt=55.02mm，查表6-13得接管的实际内伸高度为mm，故内侧有

效高度h2=55.02mm。

（3） 计算有效范围内用来补强的金属截面积Ae

① 计算壳体多余金属面积A1

enC=20-2.3=17.7mm则 A1Bde2ntCe1fr =（1009.2-504.6）×（17.7-17.28） =211.932mm

② 计算接管多余的截面积A2

δtδ

Pd2δtP

et4mm,则



1.1500

2.88mm

21130.851.1

A22h1ettfr2h2etC2fr

=2×55.02×（4-2.88）×1.0+2×55.02×（4-1.5）×1.0 =398.3448mm2

③ 计算焊缝金属截面积A3 。取焊角高度为6mm，故焊缝的截面积为

1.562

27mm2 A3

2

用来补强的金属截面积

AeA1A2A3211.932+398.3448+27=637.2768mm2

由于AeA1A2A3637.2768

A4AAe8719.488-637.2768=8082.1712mm2

取补强圈厚度查表6-11c=26mm，板厚度偏差C1=0.9 mm。

由于补强圈与空气接触，有轻微腐蚀，查表3-13取腐蚀裕量C2=1.0 ,故补强圈有效厚度为

ce26-（0.9+1.0）=24.1mm

根据接管的公称直径(500mm)，查表6-11得补强圈外径D2840mm。 补强圈的有效面积为

Ac24.1×(840-500)=8134mm2 Ac8134mm2>A4=8082.1712mm2

故，此补强圈可用其标记为

500×26HG 21506-1992 4.确定补强圈的结构：

根据设备的工艺条件，可选择 型补强圈，查图6-11中的加强圈，其

孔内锥形部分深度S= mm，内径Di= mm。 （二）.人孔法兰的选择 (1)初步选取人孔类型

因为该筒体内径为3000 mm，大于2500mm，顶盖与筒体应各开设人孔一个，因不需经常开启，设备工作压力为中压，可选择回转盖受压人孔。 （2）确定人孔筒节及法兰材质

根据筒体的材质，可选择人孔筒节与法兰盖的材质为20R ，法兰的材质为20锻

件 ，

（3）确定人孔的公称直径及公称压力 由于人孔的公称直径DN=500mm。

人孔的设计压力为1.0×1.1=1.1MPa ， 设计温度500C，

由于人孔设计、设计温度及材质查表6-8可确定人孔法兰的公称压力级别为1.6

MPa

人孔的公称压力即为人孔上法兰的公称压力，所以，人孔的PN=1.6 MPa 。 (4)确定选用人孔

由以上得出人孔的公称直径和公称压力查表6-12可知，回转盖带颈平焊法兰人孔、凸面密封人孔适合该筒体使用。

(三) 人孔盖的设计计算

查表3-22中序号为12的圆形平盖，其平盖结构特征系数K=0.25，采用整块钢板制造，取1.0

由于已知Pc1.1MPa 、Dc500mm、按公式计算平盖厚度，即

pDc

t

KPc

500

0.251.1

24.67mm

1131.0

考虑腐蚀余量C21.5mm，查表3-10取得钢板负偏差C10.8mm，故取厚度为28mm。

(四) 垫片的选用

根据以上算出的数据，查表2-3-13得，选用垫片名称：耐油橡胶石棉垫片，垫片的材料为：耐油橡胶石棉板。

四，入料口与出料口的设计

（一）确定是否需要补强

确定是否需要补强计算

GB150规定，如果入料口与出料口的设计同时满足下列三个条件时，可以不

另行补强。

①设计压力不大于2.5MPa

②相邻开孔中心的间距（曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的2倍。③接管公称外径小于或不等于89mm

但由于出油口公称直径小于89mm，且设计压力不大于2.5MPa，不需要开孔补强计算；进油口公称直径大于89mm，需要开孔补强计算。 （二）补强计算

（1） 计算进油口开孔后被削弱金属截面积A。

查表3-10确定负偏差为C10.8mm得壁厚的附加量为 CC1C20.8+1.5=2.3mm

开孔直径 dkd12C125+2×2.3=129.6mm

查表3-6得在设计温度下材料的许用应力113MPa，出油口接管的应力

t

为t113MPa，故

t

强度消弱系数 fr

ttt



113

1.0 113

筒体开孔处计算厚度



2pc

t

pcDi



1.13000

17.28mm

21130.851.1

由于进油口的开孔直径d=125mm，需要用同型号材料制作接管，所以

接管的计算厚度

t

2pc

t

pcd

=

1.1125

0.72mm

21130.851.1

设计厚度 dttC20.721.52.22mm

查表3-10得出油口钢板厚度负偏差C10.2mm，因此可取名义度

nt4mm。但对于低合金钢的容器，规定不包括腐蚀余量的最小厚度min应不

小于3mm，再加上1.5mm的腐蚀余量，名义厚度至少应取5mm。根据钢板

厚度标准规格，名义厚度nt 取为6mm。

接管的有效厚度 etntC1C260.21.54.3mm

Adk2et1fr

=129.6×17.28+2×17.28×4.3×（1-1.0）

=2239.488mm2

（2） 确定有效补强范围：因B2dk2×129.6=259.2mm则

Bdk2n2nt129.6+2×20+2×6=181.6mm

故最大值，则B=259.6mm

外侧有高度 h1dnt=.66=27.89 mm

因nt=27.89mm，查表6-13得接管的实际内伸高度为mm，故内侧有

效高度h2=27.89mm。

（3） 计算有效范围内用来补强的金属截面积Ae

① 计算壳体多余金属面积A1

enC=20-2.3=17.7mm则 A1Bde2ntCe1fr =（259.6-129.6）×（17.7-17.28） =54.6mm

② 计算接管多余的截面积A2

δtδ

Pd2δtP

t

et4.3mm,则



1.1125

0.72mm

21130.851.1

A22h1ettfr2h2etC2fr

=2×27.89×（4.3-0.72）×1.0+2×27.89×（4.3-1.5）×1.0 =355.8764mm2

③ 计算焊缝金属截面积A3 。取焊角高度为6mm，故焊缝的截面积为

1.562

27mm2 A3

2

用来补强的金属截面积

AeA1A2A354.6+355.8764+27=437.4764mm2

由于AeA1A2A3437.4764

A4AAe2239.488-437.4764=1802.0116mm2

取补强圈厚度查表6-11c=18mm，板厚度偏差C1=0.8 mm。

由于补强圈与空气接触，有轻微腐蚀，查表3-13取腐蚀裕量C2=1.0 ,故补强圈有效厚度为

ce18-（0.8+1.0）=16.2mm

根据接管的公称直径(125mm)，查表6-11得补强圈外径D2250mm。 补强圈的有效面积为

Ac16.2×(250-125)=2025 mm2 Ac2025mm2>A4=1802.0116mm2

故，此补强圈可用其标记为

125×18HG 21506-1992 4.确定补强圈的结构：

根据设备的工艺条件，可选择 型补强圈，查图6-11中的加强圈，其

孔内锥形部分深度S= mm，内径Di= mm。填上数据 （三） 确定接管法兰： (1)确定接管法兰公称直径 已知公称直径为125mm,

按照管法兰与管子应具有相同公称直径的原因得，法兰的DN为125mm。 （2）确定管法兰的公称压力

根据管子材料选择法兰材料为20锻件，管道设计压力为1.1MPa，根据管道的设计压力不得高于设计温度下管法兰的最大允许工作压力的原则，查表6-8可知，可选择公称压力为 1.6MPa的公制管法兰。 （3）选择法管法兰及密封面形式

根据法兰的公称直径和公称压力查表6-2可知：合适的法兰为带颈平焊法兰，

合适的密封面形式为突面或凹面密封面。 （4）查取相关的尺寸

查表6-7的法兰的连接尺寸为

法兰盘外径 D250 mm 螺栓孔中心圆直径 K210mm 螺栓孔直径 L18mm 螺栓孔数量 n8 螺纹公称直径 ThM16mm 法兰的几何尺寸可查带颈平焊法兰标准HG 20594-1997 （5）法兰标记

带颈平焊法兰、凹面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO125-1.6 M20 带颈平焊法兰、突面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO125-1.6 RF20

（五）安全阀接口的设计

（一）、设计条件 公称直径 DN=100mm

（二）、安全阀接管的计算[参照《化工设备》第六章第二节] (1)、确定是否要补强

按照GB150规定，由于接管公称外径已经大于不另行补强的最大直径89mm。故此开孔需要补强。 （三）补强计算

（1） 计算进油口开孔后被削弱金属截面积A。

查表3-10确定负偏差为C10.8mm得壁厚的附加量为 CC1C20.8+1.5=2.3mm

开孔直径 dkd12C100+2×2.3=104.6mm

查表3-6得在设计温度下材料的许用应力113MPa，出油口接管的应力

t

为t113MPa，故

t

强度消弱系数 fr

ttt



113

1.0 113

筒体开孔处计算厚度



2pc

t

pcDi



1.13000

17.28mm

21130.851.1

由于安全阀的开孔直径d=100mm，需要用同型号材料制作接管，所以

接管的计算厚度

t

2pc

t

pcd

=

1.1100

0.58mm

21130.851.1

设计厚度 dttC20.581.52.08mm

查表3-10得出油口钢板厚度负偏差C10.2mm，因此可取名义度

nt4mm。但对于低合金钢的容器，规定不包括腐蚀余量的最小厚度min应不

小于3mm，再加上1.5mm的腐蚀余量，名义厚度至少应取5mm。根据钢板厚度标准规格，名义厚度nt 取为6mm。

接管的有效厚度 etntC1C260.21.54.3mm Adk2et1fr

=104.6×17.28+2×17.28×4.3×（1-1.0）

=1807.488mm2

（2） 确定有效补强范围：因B2dk2×104.6=209.2mm则

Bdk2n2nt104.6+2×20+2×6=156.6mm

故最大值，则B=209.2mm

外侧有高度 h1dnt=.66=25.05mm

因nt=25.05mm，查表6-13得接管的实际内伸高度为mm，故内侧有

效高度h2=25.05mm。

（3） 计算有效范围内用来补强的金属截面积Ae

① 计算壳体多余金属面积A1

enC=20-2.3=17.7mm则 A1Bde2ntCe1fr =（209.2-104.6）×（17.7-17.28） =43.932mm

② 计算接管多余的截面积A2

δtδ

Pd2δtP

t

et4.3mm,则



1.1100

0.58mm

21130.851.1

A22h1ettfr2h2etC2fr

=2×25.05×（4.3-0.58）×1.0+2×25.05×（4.3-1.5）×1.0 =326.652mm2

③ 计算焊缝金属截面积A3 。取焊角高度为6mm，故焊缝的截面积为

1.562

A327mm2

2

用来补强的金属截面积

AeA1A2A343.932+326.652+27=397.584mm2 由于AeA1A2A3

1、确定标准补强圈尺寸：由以上计算可知，需要由补强提供的金属截面积为

A4AAe1807.488-397.584=1409.904mm2

取补强圈厚度查表6-11c=16mm，板厚度偏差C1=0.8 mm。

由于补强圈与空气接触，有轻微腐蚀，查表3-13取腐蚀裕量C2=1.0 ,故补强圈有效厚度为

ce18-（0.8+1.0）=14.2mm

根据接管的公称直径(100mm)，查表6-11得补强圈外径D2200mm。 补强圈的有效面积为

Ac14.2×(200-100)=1420 mm2 Ac1420mm2>A4=1409.904mm2

故，此补强圈可用其标记为

125×16HG 21506-1992 4.确定补强圈的结构：

根据设备的工艺条件，可选择 型补强圈，查图6-11中的加强圈，其

孔内锥形部分深度S= mm，内径Di= mm。 （四） 确定接管法兰： (1)确定接管法兰公称直径 已知公称直径为100mm,

按照管法兰与管子应具有相同公称直径的原因得，法兰的DN为100mm。 （2）确定管法兰的公称压力

根据管子材料选择法兰材料为20锻件，管道设计压力为1.1MPa，根据管道的设计压力不得高于设计温度下管法兰的最大允许工作压力的原则，查表6-8可知，可选择公称压力为 1.6MPa的公制管法兰。 （3）选择法管法兰及密封面形式

根据法兰的公称直径和公称压力查表6-2可知：合适的法兰为带颈平焊法兰，合适的密封面形式为突面或凹面密封面。 （4）查取相关的尺寸

查表6-7的法兰的连接尺寸为

法兰盘外径 D220 mm 螺栓孔中心圆直径 K180mm 螺栓孔直径 L18mm 螺栓孔数量 n8 螺纹公称直径 ThM16mm 法兰的几何尺寸可查带颈平焊法兰标准HG 20594-1997 （5）法兰标记

带颈平焊法兰、凹面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO100-1.6 M20

带颈平焊法兰、突面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO100-1.6 RF20

(六)压力表口及液位计口设计

（一）、设计条件

压力表口公称直径DN=32mm ,液位计接口公称直径DN=20mm，

根据《化工设备》第六章第二节查6—13，接管的外伸出量长度L=150mm （二）、确定是否需要补强

按照GB150规定，由于接管的公称直径外径≤89mm不另行补强的最大直径，故开孔不需要补强。

根据管子材料选择法兰材料为20锻件，管道设计压力为1.1MPa，根据管道的设计压力不得高于设计温度下管法兰的最大允许工作压力的原则，查表6-8可知，可选择公称压力为 1.6MPa的公制管法兰。 （三）、接管的法兰类型及链接尺寸

根据《化工设备》第六章表6—2及设备工艺条件选择法兰类型为带颈平焊法兰，合适的密封面形式为突面或凹面密封面 （四）查取相关的尺寸

（1）1、查表6-7的压力表口法兰的连接尺寸为 法兰盘外径 D140 mm 螺栓孔中心圆直径 K100mm 螺栓孔直径 L18mm 螺栓孔数量 n4 螺纹公称直径 ThM16mm 法兰的几何尺寸可查带颈平焊法兰标准HG 20594-1997 2、法兰标记

带颈平焊法兰、凹面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO32-1.6 M20 带颈平焊法兰、突面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO32-1.6 RF20 （2）1、液位计口法兰的连接尺寸为

法兰盘外径 D105 mm 螺栓孔中心圆直径 K75mm 螺栓孔直径 L14mm 螺栓孔数量 n4 螺纹公称直径 ThM12mm 法兰的几何尺寸可查带颈平焊法兰标准HG 20594-1997 2、法兰标记

带颈平焊法兰、凹面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO20-1.6 M20 带颈平焊法兰、突面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO20-1.6 RF20 （七） 排污口的设计 （一）、确定是否需要补强

按照GB150规定，由于接管的公称直径外径≤89mm不另行补强的最大直径，故开孔不需要补强。 （二）、设计条件 排污口公称直径DN=80mm

根据《化工设备》第六章第二节查6—13，接管的外伸出量长度L=150mm

根据管子材料选择法兰材料为20锻件，管道设计压力为1.1MPa，根据管道的设计压力不得高于设计温度下管法兰的最大允许工作压力的原则，查表6-8可知，可选择公称压力为 1.6MPa的公制管法兰。 （三）、接管的法兰类型及链接尺寸

根据《化工设备》第六章表6—2及设备工艺条件选择法兰类型为带颈平焊法兰，合适的密封面形式为突面或凹面密封面 （四）查取相关的尺寸

（1）1、查表6-7的排污口法兰的连接尺寸为 法兰盘外径 D200mm 螺栓孔中心圆直径 K160mm 螺栓孔直径 L18mm 螺栓孔数量 n8 螺纹公称直径 ThM16mm 法兰的几何尺寸可查带颈平焊法兰标准HG 20594-1997 2、法兰标记

带颈平焊法兰、凹面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO80-1.6 M20 带颈平焊法兰、突面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO80-1.6 RF20

（八）温度计口设计

（九）支座（鞍座）的设计

一、支座的结构和类型《化工设备》[第六章第六节]

卧式容器支座可分鞍式、圈式和支腿式三种支座，其中应用最普遍的是鞍式支座。它分为焊制与弯制两种；为了使容器的壁温发生变化时能沿轴向方向自由收缩，鞍座的底板有两种，一种是底板上的螺栓孔是圆形的(代号为F)，另一种底板上的螺栓是椭圆形的（代号为S），安装时，F型鞍座固定在基础上，S型鞍座使用两个螺母，先拧上去的螺母较松，用第二个螺母锁紧，当设备出现热变形时，鞍座可以随设备一起轴向移动。因为DN≥900mm，所以用焊制鞍座，通常由底板、腹板、筋板和垫板组焊而成；而且一定都要带垫板 2、计算容器总质量

Q235-A材料的密度为7850kg/m3

封头的容积V1，查标准JB1145-73，得V1=3.89m3 中间筒节的长度L5.976m

筒体的容积V2 V总-V封=50-（3.89×2）=42.22m3 换热器总容器VV1V250m3 3、计算设备的最大质量

水压试验时，水的质量 m1V501000=50000kg

筒体的质量m2（2V1+V2）=7850（23.89+42.22）=392500kg 设备的最大质量mm1m250000+392500=442500m 4、选择鞍座

每个鞍座承载重

mg4425009.8

2168250kN 22

查表6-15和表6-17，可选用 B 型支座。换热器公称直径大于1500mm，要带垫片，选择BII型1500包角、带垫板、4~6筋的鞍式支座。其允许载荷为 kN，可以使用。

两个鞍座得标记分别为补全

（十）液压试验前应力校验

1. 按式（3-28）[3]确定试验压力 PT1.25P

=1.251.11131.375MP

at

113

2. 按式（3-29）计算试验时圆筒产生的最大应力 T

PTDie1.375300017.7 = 117.21 MPa 217.72e

其中enC ,CC1C2=2.3mm

3. 应力的校核

查表3-6得s225MPa，故0.9s0.90.85225=172.125MPa即， T

卧式的有这么多接口的，你要对应上，有的需要补强，有的不需要，没有的-比如温度计口，那就不要了

一、筒体的设计

1. 容器筒体的设计计算： 首先初定各个设计参数

初选公称直径：DN=3000mm ，用钢板卷制而成的筒体，其公称直径等于内径Di3000mm

由于已知焊接系数，取[3]0.85，工作压力PW1.0MPa，

当容器上装有安全阀时，考虑到安全阀开启动作滞后，容器不能及时泄气，设计压力不P得低于安全阀的开启压力Pz{开启压力是指阀瓣在运行条件下开始升起，介质连续排除的瞬时压力，其值小于或等于（1.05~1.1）倍容器的工作压力。所以P取1.1MPa 得计算压力PCP1.1MPa

已知工作温度tw300C，查表3-3得15tw3500C，设计温度

ttw203020500C

Q235-A材料在设计温度50℃下 查《化工设备》表3-6查取113MP

t

根据表3-14[3]则筒体的最小设计厚度,[3]的上角标标注，只能出现一次，而且必须是按顺序出现的，比如【1】【2】依次下去，不能反复出现。



2pc

t

pcDi



1.13000

17.28mm

21130.851.1

根据什么取定要进行说明已知腐蚀裕量C21.5 设计厚度dC217.281.518.78mm

查《化工设备》表3-10得钢板厚度负偏差C10.8mm，因此可取名义厚度

n20mm

有效厚度enC1C2200.81.517.7mm 2.应力校核

t

PcDie1.1300017.7

93.77mm =

217.72e

计算多得应力值，必须满足t

要求。

二、封头的设计

1130.8596.05mm ，所以符合

t

1． 由于封头的椭球部分经线曲率变化平滑，故应力分布比较均匀，且椭球形封头深度比半球形小，易于冲压成型。所以选择椭圆形封头。 标准椭圆形封头 K=1.0

2． 封头公称直径应与筒体一致：所以DN=3000mm 根据式3-15[3]计算封头厚



KPcDi

20.5Pc

t



1.01.13000

=17.23mm

21130.850.51.1

又由于封头在制造过程中有可能发生周向屈曲，规定标准椭圆形封头的有效厚度应不小于封头内直径的0.15% ,所以封头的有效厚度 e≥0.15%Pc≥0.15%×3000≥4.5mm

根据计算厚度δ得设计厚度

d=δ+C2=17.23+1.5=18.73mm

查表3-10得钢板厚度负偏差C1=0.8mm，根据钢板规格，取名义厚度n=20mm。

1. 查椭圆形封头JB1145-73

[2]

得：

封头公称直径为Dg=3000mm；曲面高度h1=750mm；直边高度h2=50mm；

内表面积F=10.2m2；容积V=3.89m3；筒体面积为

V总V筒V封

得

V筒=V总-V封=50-（3.89×2）=42.22m3

估计筒体的长度

H=44.2÷（1.52×3.14）=5.976m

三、人孔的设计

（一）人孔补强计算 1. 人孔设计 确定是否需要补强计算

GB150规定，如果壳体开孔同时满足下列三个条件时，可以不另行补强 ①设计压力不大于2.5MPa

②相邻开孔中心的间距（曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的2倍。

③接管公称外径小于或不等于89mm 但由于大于89mm，所以需要开孔补强计算。

筒体的内径Di3000mm2500mm所以顶盖与筒体上至少应个开设一个人孔。

2. 补强计算：

（1） 计算壳体开孔后被削弱金属截面积A。

查表3-10确定负偏差为C10.8mm得壁厚的附加量为 CC1C20.8+1.5=2.3mm

开孔直径 dd12C500+2×2.3=504.6mm

查表3-6得筒体在设计温度下材料的许用应力113MPa，人孔接管的

t

应力为t113MPa，

t

强度消弱系数 fr

tt

t



113

1.0 113

筒体开孔处计算厚度



2pc

t

pcDi



1.13000

17.28mm

21130.851.1

由于人孔的开孔直径d=500mm，需要用同型号材料制作接管，所以

接管的计算厚度

t

2pc

t

pcd

=

1.1500

2.88mm

21130.851.1

设计厚度 dttC22.881.54.38mm

查表3-10得人孔钢板厚度负偏差C10.5mm，因此可取名义厚度

nt6mm，符合要求。

接管的有效厚度 etntC1C260.51.54mm Ad2et1fr

=504.6×17.28+2×17.28×4×（1-1.0）

=8719.488mm2

（2） 确定有效补强范围：因B2d2×504.6=1009.2mm则

Bd2n2nt504.6+2×20+2×6=556.6mm

故最大值，则B=1009.2mm

外侧有高度 h1dnt=.66=55.02 mm

因nt=55.02mm，查表6-13得接管的实际内伸高度为mm，故内侧有

效高度h2=55.02mm。

（3） 计算有效范围内用来补强的金属截面积Ae

① 计算壳体多余金属面积A1

enC=20-2.3=17.7mm则 A1Bde2ntCe1fr =（1009.2-504.6）×（17.7-17.28） =211.932mm

② 计算接管多余的截面积A2

δtδ

Pd2δtP

et4mm,则



1.1500

2.88mm

21130.851.1

A22h1ettfr2h2etC2fr

=2×55.02×（4-2.88）×1.0+2×55.02×（4-1.5）×1.0 =398.3448mm2

③ 计算焊缝金属截面积A3 。取焊角高度为6mm，故焊缝的截面积为

1.562

27mm2 A3

2

用来补强的金属截面积

AeA1A2A3211.932+398.3448+27=637.2768mm2

由于AeA1A2A3637.2768

A4AAe8719.488-637.2768=8082.1712mm2

取补强圈厚度查表6-11c=26mm，板厚度偏差C1=0.9 mm。

由于补强圈与空气接触，有轻微腐蚀，查表3-13取腐蚀裕量C2=1.0 ,故补强圈有效厚度为

ce26-（0.9+1.0）=24.1mm

根据接管的公称直径(500mm)，查表6-11得补强圈外径D2840mm。 补强圈的有效面积为

Ac24.1×(840-500)=8134mm2 Ac8134mm2>A4=8082.1712mm2

故，此补强圈可用其标记为

500×26HG 21506-1992 4.确定补强圈的结构：

根据设备的工艺条件，可选择 型补强圈，查图6-11中的加强圈，其

孔内锥形部分深度S= mm，内径Di= mm。 （二）.人孔法兰的选择 (1)初步选取人孔类型

因为该筒体内径为3000 mm，大于2500mm，顶盖与筒体应各开设人孔一个，因不需经常开启，设备工作压力为中压，可选择回转盖受压人孔。 （2）确定人孔筒节及法兰材质

根据筒体的材质，可选择人孔筒节与法兰盖的材质为20R ，法兰的材质为20锻

件 ，

（3）确定人孔的公称直径及公称压力 由于人孔的公称直径DN=500mm。

人孔的设计压力为1.0×1.1=1.1MPa ， 设计温度500C，

由于人孔设计、设计温度及材质查表6-8可确定人孔法兰的公称压力级别为1.6

MPa

人孔的公称压力即为人孔上法兰的公称压力，所以，人孔的PN=1.6 MPa 。 (4)确定选用人孔

由以上得出人孔的公称直径和公称压力查表6-12可知，回转盖带颈平焊法兰人孔、凸面密封人孔适合该筒体使用。

(三) 人孔盖的设计计算

查表3-22中序号为12的圆形平盖，其平盖结构特征系数K=0.25，采用整块钢板制造，取1.0

由于已知Pc1.1MPa 、Dc500mm、按公式计算平盖厚度，即

pDc

t

KPc

500

0.251.1

24.67mm

1131.0

考虑腐蚀余量C21.5mm，查表3-10取得钢板负偏差C10.8mm，故取厚度为28mm。

(四) 垫片的选用

根据以上算出的数据，查表2-3-13得，选用垫片名称：耐油橡胶石棉垫片，垫片的材料为：耐油橡胶石棉板。

四，入料口与出料口的设计

（一）确定是否需要补强

确定是否需要补强计算

GB150规定，如果入料口与出料口的设计同时满足下列三个条件时，可以不

另行补强。

①设计压力不大于2.5MPa

②相邻开孔中心的间距（曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的2倍。③接管公称外径小于或不等于89mm

但由于出油口公称直径小于89mm，且设计压力不大于2.5MPa，不需要开孔补强计算；进油口公称直径大于89mm，需要开孔补强计算。 （二）补强计算

（1） 计算进油口开孔后被削弱金属截面积A。

查表3-10确定负偏差为C10.8mm得壁厚的附加量为 CC1C20.8+1.5=2.3mm

开孔直径 dkd12C125+2×2.3=129.6mm

查表3-6得在设计温度下材料的许用应力113MPa，出油口接管的应力

t

为t113MPa，故

t

强度消弱系数 fr

ttt



113

1.0 113

筒体开孔处计算厚度



2pc

t

pcDi



1.13000

17.28mm

21130.851.1

由于进油口的开孔直径d=125mm，需要用同型号材料制作接管，所以

接管的计算厚度

t

2pc

t

pcd

=

1.1125

0.72mm

21130.851.1

设计厚度 dttC20.721.52.22mm

查表3-10得出油口钢板厚度负偏差C10.2mm，因此可取名义度

nt4mm。但对于低合金钢的容器，规定不包括腐蚀余量的最小厚度min应不

小于3mm，再加上1.5mm的腐蚀余量，名义厚度至少应取5mm。根据钢板

厚度标准规格，名义厚度nt 取为6mm。

接管的有效厚度 etntC1C260.21.54.3mm

Adk2et1fr

=129.6×17.28+2×17.28×4.3×（1-1.0）

=2239.488mm2

（2） 确定有效补强范围：因B2dk2×129.6=259.2mm则

Bdk2n2nt129.6+2×20+2×6=181.6mm

故最大值，则B=259.6mm

外侧有高度 h1dnt=.66=27.89 mm

因nt=27.89mm，查表6-13得接管的实际内伸高度为mm，故内侧有

效高度h2=27.89mm。

（3） 计算有效范围内用来补强的金属截面积Ae

① 计算壳体多余金属面积A1

enC=20-2.3=17.7mm则 A1Bde2ntCe1fr =（259.6-129.6）×（17.7-17.28） =54.6mm

② 计算接管多余的截面积A2

δtδ

Pd2δtP

t

et4.3mm,则



1.1125

0.72mm

21130.851.1

A22h1ettfr2h2etC2fr

=2×27.89×（4.3-0.72）×1.0+2×27.89×（4.3-1.5）×1.0 =355.8764mm2

③ 计算焊缝金属截面积A3 。取焊角高度为6mm，故焊缝的截面积为

1.562

27mm2 A3

2

用来补强的金属截面积

AeA1A2A354.6+355.8764+27=437.4764mm2

由于AeA1A2A3437.4764

A4AAe2239.488-437.4764=1802.0116mm2

取补强圈厚度查表6-11c=18mm，板厚度偏差C1=0.8 mm。

由于补强圈与空气接触，有轻微腐蚀，查表3-13取腐蚀裕量C2=1.0 ,故补强圈有效厚度为

ce18-（0.8+1.0）=16.2mm

根据接管的公称直径(125mm)，查表6-11得补强圈外径D2250mm。 补强圈的有效面积为

Ac16.2×(250-125)=2025 mm2 Ac2025mm2>A4=1802.0116mm2

故，此补强圈可用其标记为

125×18HG 21506-1992 4.确定补强圈的结构：

根据设备的工艺条件，可选择 型补强圈，查图6-11中的加强圈，其

孔内锥形部分深度S= mm，内径Di= mm。填上数据 （三） 确定接管法兰： (1)确定接管法兰公称直径 已知公称直径为125mm,

按照管法兰与管子应具有相同公称直径的原因得，法兰的DN为125mm。 （2）确定管法兰的公称压力

根据管子材料选择法兰材料为20锻件，管道设计压力为1.1MPa，根据管道的设计压力不得高于设计温度下管法兰的最大允许工作压力的原则，查表6-8可知，可选择公称压力为 1.6MPa的公制管法兰。 （3）选择法管法兰及密封面形式

根据法兰的公称直径和公称压力查表6-2可知：合适的法兰为带颈平焊法兰，

合适的密封面形式为突面或凹面密封面。 （4）查取相关的尺寸

查表6-7的法兰的连接尺寸为

法兰盘外径 D250 mm 螺栓孔中心圆直径 K210mm 螺栓孔直径 L18mm 螺栓孔数量 n8 螺纹公称直径 ThM16mm 法兰的几何尺寸可查带颈平焊法兰标准HG 20594-1997 （5）法兰标记

带颈平焊法兰、凹面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO125-1.6 M20 带颈平焊法兰、突面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO125-1.6 RF20

（五）安全阀接口的设计

（一）、设计条件 公称直径 DN=100mm

（二）、安全阀接管的计算[参照《化工设备》第六章第二节] (1)、确定是否要补强

按照GB150规定，由于接管公称外径已经大于不另行补强的最大直径89mm。故此开孔需要补强。 （三）补强计算

（1） 计算进油口开孔后被削弱金属截面积A。

查表3-10确定负偏差为C10.8mm得壁厚的附加量为 CC1C20.8+1.5=2.3mm

开孔直径 dkd12C100+2×2.3=104.6mm

查表3-6得在设计温度下材料的许用应力113MPa，出油口接管的应力

t

为t113MPa，故

t

强度消弱系数 fr

ttt



113

1.0 113

筒体开孔处计算厚度



2pc

t

pcDi



1.13000

17.28mm

21130.851.1

由于安全阀的开孔直径d=100mm，需要用同型号材料制作接管，所以

接管的计算厚度

t

2pc

t

pcd

=

1.1100

0.58mm

21130.851.1

设计厚度 dttC20.581.52.08mm

查表3-10得出油口钢板厚度负偏差C10.2mm，因此可取名义度

nt4mm。但对于低合金钢的容器，规定不包括腐蚀余量的最小厚度min应不

小于3mm，再加上1.5mm的腐蚀余量，名义厚度至少应取5mm。根据钢板厚度标准规格，名义厚度nt 取为6mm。

接管的有效厚度 etntC1C260.21.54.3mm Adk2et1fr

=104.6×17.28+2×17.28×4.3×（1-1.0）

=1807.488mm2

（2） 确定有效补强范围：因B2dk2×104.6=209.2mm则

Bdk2n2nt104.6+2×20+2×6=156.6mm

故最大值，则B=209.2mm

外侧有高度 h1dnt=.66=25.05mm

因nt=25.05mm，查表6-13得接管的实际内伸高度为mm，故内侧有

效高度h2=25.05mm。

（3） 计算有效范围内用来补强的金属截面积Ae

① 计算壳体多余金属面积A1

enC=20-2.3=17.7mm则 A1Bde2ntCe1fr =（209.2-104.6）×（17.7-17.28） =43.932mm

② 计算接管多余的截面积A2

δtδ

Pd2δtP

t

et4.3mm,则



1.1100

0.58mm

21130.851.1

A22h1ettfr2h2etC2fr

=2×25.05×（4.3-0.58）×1.0+2×25.05×（4.3-1.5）×1.0 =326.652mm2

③ 计算焊缝金属截面积A3 。取焊角高度为6mm，故焊缝的截面积为

1.562

A327mm2

2

用来补强的金属截面积

AeA1A2A343.932+326.652+27=397.584mm2 由于AeA1A2A3

1、确定标准补强圈尺寸：由以上计算可知，需要由补强提供的金属截面积为

A4AAe1807.488-397.584=1409.904mm2

取补强圈厚度查表6-11c=16mm，板厚度偏差C1=0.8 mm。

由于补强圈与空气接触，有轻微腐蚀，查表3-13取腐蚀裕量C2=1.0 ,故补强圈有效厚度为

ce18-（0.8+1.0）=14.2mm

根据接管的公称直径(100mm)，查表6-11得补强圈外径D2200mm。 补强圈的有效面积为

Ac14.2×(200-100)=1420 mm2 Ac1420mm2>A4=1409.904mm2

故，此补强圈可用其标记为

125×16HG 21506-1992 4.确定补强圈的结构：

根据设备的工艺条件，可选择 型补强圈，查图6-11中的加强圈，其

孔内锥形部分深度S= mm，内径Di= mm。 （四） 确定接管法兰： (1)确定接管法兰公称直径 已知公称直径为100mm,

按照管法兰与管子应具有相同公称直径的原因得，法兰的DN为100mm。 （2）确定管法兰的公称压力

根据管子材料选择法兰材料为20锻件，管道设计压力为1.1MPa，根据管道的设计压力不得高于设计温度下管法兰的最大允许工作压力的原则，查表6-8可知，可选择公称压力为 1.6MPa的公制管法兰。 （3）选择法管法兰及密封面形式

根据法兰的公称直径和公称压力查表6-2可知：合适的法兰为带颈平焊法兰，合适的密封面形式为突面或凹面密封面。 （4）查取相关的尺寸

查表6-7的法兰的连接尺寸为

法兰盘外径 D220 mm 螺栓孔中心圆直径 K180mm 螺栓孔直径 L18mm 螺栓孔数量 n8 螺纹公称直径 ThM16mm 法兰的几何尺寸可查带颈平焊法兰标准HG 20594-1997 （5）法兰标记

带颈平焊法兰、凹面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO100-1.6 M20

带颈平焊法兰、突面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO100-1.6 RF20

(六)压力表口及液位计口设计

（一）、设计条件

压力表口公称直径DN=32mm ,液位计接口公称直径DN=20mm，

根据《化工设备》第六章第二节查6—13，接管的外伸出量长度L=150mm （二）、确定是否需要补强

按照GB150规定，由于接管的公称直径外径≤89mm不另行补强的最大直径，故开孔不需要补强。

根据管子材料选择法兰材料为20锻件，管道设计压力为1.1MPa，根据管道的设计压力不得高于设计温度下管法兰的最大允许工作压力的原则，查表6-8可知，可选择公称压力为 1.6MPa的公制管法兰。 （三）、接管的法兰类型及链接尺寸

根据《化工设备》第六章表6—2及设备工艺条件选择法兰类型为带颈平焊法兰，合适的密封面形式为突面或凹面密封面 （四）查取相关的尺寸

（1）1、查表6-7的压力表口法兰的连接尺寸为 法兰盘外径 D140 mm 螺栓孔中心圆直径 K100mm 螺栓孔直径 L18mm 螺栓孔数量 n4 螺纹公称直径 ThM16mm 法兰的几何尺寸可查带颈平焊法兰标准HG 20594-1997 2、法兰标记

带颈平焊法兰、凹面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO32-1.6 M20 带颈平焊法兰、突面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO32-1.6 RF20 （2）1、液位计口法兰的连接尺寸为

法兰盘外径 D105 mm 螺栓孔中心圆直径 K75mm 螺栓孔直径 L14mm 螺栓孔数量 n4 螺纹公称直径 ThM12mm 法兰的几何尺寸可查带颈平焊法兰标准HG 20594-1997 2、法兰标记

带颈平焊法兰、凹面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO20-1.6 M20 带颈平焊法兰、突面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO20-1.6 RF20 （七） 排污口的设计 （一）、确定是否需要补强

按照GB150规定，由于接管的公称直径外径≤89mm不另行补强的最大直径，故开孔不需要补强。 （二）、设计条件 排污口公称直径DN=80mm

根据《化工设备》第六章第二节查6—13，接管的外伸出量长度L=150mm

根据管子材料选择法兰材料为20锻件，管道设计压力为1.1MPa，根据管道的设计压力不得高于设计温度下管法兰的最大允许工作压力的原则，查表6-8可知，可选择公称压力为 1.6MPa的公制管法兰。 （三）、接管的法兰类型及链接尺寸

根据《化工设备》第六章表6—2及设备工艺条件选择法兰类型为带颈平焊法兰，合适的密封面形式为突面或凹面密封面 （四）查取相关的尺寸

（1）1、查表6-7的排污口法兰的连接尺寸为 法兰盘外径 D200mm 螺栓孔中心圆直径 K160mm 螺栓孔直径 L18mm 螺栓孔数量 n8 螺纹公称直径 ThM16mm 法兰的几何尺寸可查带颈平焊法兰标准HG 20594-1997 2、法兰标记

带颈平焊法兰、凹面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO80-1.6 M20 带颈平焊法兰、突面密封标记为

HG 20594-1997 法兰 SO80-1.6 RF20

（八）温度计口设计

（九）支座（鞍座）的设计

一、支座的结构和类型《化工设备》[第六章第六节]

卧式容器支座可分鞍式、圈式和支腿式三种支座，其中应用最普遍的是鞍式支座。它分为焊制与弯制两种；为了使容器的壁温发生变化时能沿轴向方向自由收缩，鞍座的底板有两种，一种是底板上的螺栓孔是圆形的(代号为F)，另一种底板上的螺栓是椭圆形的（代号为S），安装时，F型鞍座固定在基础上，S型鞍座使用两个螺母，先拧上去的螺母较松，用第二个螺母锁紧，当设备出现热变形时，鞍座可以随设备一起轴向移动。因为DN≥900mm，所以用焊制鞍座，通常由底板、腹板、筋板和垫板组焊而成；而且一定都要带垫板 2、计算容器总质量

Q235-A材料的密度为7850kg/m3

封头的容积V1，查标准JB1145-73，得V1=3.89m3 中间筒节的长度L5.976m

筒体的容积V2 V总-V封=50-（3.89×2）=42.22m3 换热器总容器VV1V250m3 3、计算设备的最大质量

水压试验时，水的质量 m1V501000=50000kg

筒体的质量m2（2V1+V2）=7850（23.89+42.22）=392500kg 设备的最大质量mm1m250000+392500=442500m 4、选择鞍座

每个鞍座承载重

mg4425009.8

2168250kN 22

查表6-15和表6-17，可选用 B 型支座。换热器公称直径大于1500mm，要带垫片，选择BII型1500包角、带垫板、4~6筋的鞍式支座。其允许载荷为 kN，可以使用。

两个鞍座得标记分别为补全

（十）液压试验前应力校验

1. 按式（3-28）[3]确定试验压力 PT1.25P

=1.251.11131.375MP

at

113

2. 按式（3-29）计算试验时圆筒产生的最大应力 T

PTDie1.375300017.7 = 117.21 MPa 217.72e

其中enC ,CC1C2=2.3mm

3. 应力的校核

查表3-6得s225MPa，故0.9s0.90.85225=172.125MPa即， T

卧式的有这么多接口的，你要对应上，有的需要补强，有的不需要，没有的-比如温度计口，那就不要了